Termoquímica (clase)
Summary
TLDREn esta sesión educativa se aborda el tema de la termoquímica, una disciplina que combina física y química para estudiar las cantidades de calor involucradas en reacciones químicas. Se exploran conceptos como el calor de reacción, reacciones endotérmicas y exotérmicas, y se introduce la entalpía como una función de estado que describe la energía en forma de calor en una reacción a presión constante. El objetivo es que los estudiantes puedan aplicar estos conceptos básicos en la resolución de problemas, utilizando tanto métodos experimentales como teóricos, incluyendo el uso de la ley de Hesse para calcular la entalpía de reacciones químicas.
Takeaways
- 😀 La termoquímica es un área de la física-química que estudia las cantidades de calor involucradas en reacciones químicas.
- 🔍 La termoquímica se divide en dos partes principales: el calor de reacción y la determinación de la entalpía de una reacción.
- 🔥 Se discute que en reacciones químicas puede haber absorción o emisión de energía, que puede presentarse en formas como radiante, eléctrica o calorífica.
- 🌡️ Se menciona la importancia de distinguir entre reacciones endotérmicas (que requieren calor) y exotérmicas (que liberan calor).
- 🌟 Se introduce la fotoquímica como el área que estudia reacciones que desprenden o requieren energía radiante, como en la fotosíntesis.
- 🔋 La electroquímica es el área que estudia reacciones que involucran energía eléctrica, como en las baterías y la electrólisis.
- 🔥 Se describe el uso de compresas instantáneas como ejemplo de reacciones químicas que involucran energía térmica.
- 📚 Se destaca la importancia de las tablas termodinámicas y la ley de Hesse para calcular la entalpía de reacciones a partir de datos experimentales o teóricos.
- ⚗️ Se explica que la entalpía de formación es la entalpía de una reacción en la que un producto se forma a partir de sus elementos en su forma más estable.
- 🌡️ Se menciona que las condiciones estándar en termoquímica son una atmósfera de presión y 25 grados Celsius.
- 🔧 Se describe el uso de bombas calorimétricas para medir experimentalmente la cantidad de calor involucrado en una reacción química.
Q & A
¿Qué es la termoquímica y cómo se relaciona con la física y la química?
-La termoquímica es un área de la física-química que estudia las cantidades de calor involucradas en una reacción química. Es una combinación de conceptos tanto físicos como químicos.
¿Cuáles son los subtemas principales que se discuten en la sesión de termoquímica?
-Los subtemas principales son el calor de reacción, la determinación de la entalpía de una reacción y la ley de Hesse.
¿Qué es el calor de reacción y cómo se relaciona con la ruptura o formación de enlaces químicos?
-El calor de reacción es la cantidad de energía que se absorbe o emite durante la ruptura y formación de enlaces químicos en una reacción química.
¿Cómo se relaciona la energía radiante con las reacciones químicas?
-La energía radiante puede ser producida o requerida en algunas reacciones químicas. Ejemplos de esto son las barras luminosas y la fotosíntesis.
¿Qué es lo que estudia la fotoquímica y cómo se relaciona con la energía radiante?
-La fotoquímica es un área de la química que estudia las reacciones químicas que producen o requieren energía radiante, como en el caso de la fotosíntesis.
¿Cómo se relaciona la energía eléctrica con las reacciones químicas y qué es la electroquímica?
-La electroquímica es el área de la química que estudia reacciones químicas que producen energía eléctrica, como en las baterías, o que requieren energía eléctrica, como en los procesos de electrólisis.
¿Qué se entiende por reacciones endotérmicas y exotérmicas en términos de energía calorífica?
-Las reacciones endotérmicas son aquellas que requieren energía calorífica, mientras que las reacciones exotérmicas son aquellas que liberan energía calorífica.
¿Qué es la entalpía de reacción y cómo se relaciona con el estado inicial y final de un sistema?
-La entalpía de reacción es una función de estado que indica la cantidad de energía calorífica involucrada en una reacción, dependiendo únicamente del estado inicial y del estado final del sistema.
¿Cómo se determina experimentalmente la entalpía de reacción y qué dispositivos se utilizan para ello?
-La entalpía de reacción se determina experimentalmente utilizando dispositivos como las bombas calorimétricas, que permiten medir la cantidad de calor liberado o absorbido durante una reacción.
¿Qué es la ley de Hesse y cómo se utiliza para calcular la entalpía de reacciones químicas?
-La ley de Hesse establece que la cantidad de calor involucrado en una reacción química es la misma, independientemente de si la reacción se lleva a cabo en una, dos o más etapas, siempre y cuando las condiciones de presión y temperatura sean las mismas. Se utiliza para calcular la entalpía de una reacción a partir de datos de otras reacciones.
¿Qué es la entalpía de formación y cómo se relaciona con la producción de un producto único a partir de sus elementos?
-La entalpía de formación es la entalpía de una reacción particular en la que se obtiene un producto único a partir de sus elementos en su forma más estable. Mide la cantidad de energía involucrada en la formación de ese producto único.
¿Cuáles son las condiciones estándar en termoquímica y cómo afectan la medición de la entalpía de reacción?
-Las condiciones estándar en termoquímica son una presión de una atmósfera y una temperatura de 25 grados Celsius. Estas condiciones estándar son utilizadas para que los resultados de las mediciones de entalpía puedan ser comparables entre diferentes experimentos y lugares.
Outlines
🔍 Introducción a la Termoquímica
El primer párrafo introduce el tema de la termoquímica como un subtema dentro del programa de estudio, específicamente en el tema 6 que abarca térmica química y equilibrio químico. Se menciona que se desarrollarán en dos partes, con un total de 6 horas de estudio. El objetivo es que los estudiantes puedan aplicar los conceptos básicos de termoquímica para resolver ejercicios. Se enfatiza que la termoquímica es un área de la física-química que estudia las cantidades de calor involucradas en reacciones químicas, y se menciona el calor de reacción como un concepto fundamental, incluyendo la absorción o emisión de energía durante la ruptura y formación de enlaces químicos.
🔌 Energía en Reacciones Químicas
Este párrafo explora diferentes formas en que la energía está involucrada en reacciones químicas, como energía radiante y eléctrica. Se dan ejemplos de dispositivos que usan energía radiante, como las barras luminosas, y procesos que requieren energía radiante, como la fotosíntesis. También se discuten reacciones que involucran energía eléctrica, como las baterías y la electrólisis del agua, que produce hidrógeno y oxígeno. Estos procesos se estudian en áreas específicas de la química, como la fotoquímica y la electroquímica, y se relacionan con la transformación de energía en movimiento, como en el caso de la reacción violenta entre hidrógeno y oxígeno.
🔥 Calor en Reacciones Químicas
El tercer párrafo se enfoca en el calor como forma de energía en reacciones químicas. Se describen reacciones exotérmicas, que liberan calor, y endotérmicas, que requieren calor. Se mencionan ejemplos de compresas instantáneas calientes y frías, que son reacciones químicas que involucran calor. Se introduce el concepto de entalpía de reacción, que es la cantidad de energía en forma de calor involucrada en una reacción a presión constante, y se explica cómo la entalpía de reacción se relaciona con los estados de agregación de los reactivos y productos.
📚 Entalpía de Reacción y Condiciones Estándares
Este párrafo explica cómo se calcula la entalpía de reacción a condiciones estándar, que es una medida de la cantidad de calor liberado o absorbido en una reacción química. Se describe el proceso experimental de medir la entalpía utilizando una bomba calorimétrica y cómo se determina teóricamente a través de tablas de valores de entalpía de formación de compuestos en diferentes estados de agregación. Se enfatiza la importancia de las condiciones estándar en termoquímica, que son una presión de una atmósfera y una temperatura de 25 grados Celsius.
🔬 Determinación de la Entalpía de Reacción Teóricamente
El quinto párrafo detalla cómo se calcula teóricamente la entalpía de una reacción utilizando tablas de entalpía de formación y la ley de Hess. Se proporciona una fórmula para calcular la entalpía de reacción a condiciones estándar, que involucra la suma de las entalpías de formación de los productos y la resta de las entalpías de formación de los reactivos. Se menciona la importancia de conocer los estados de agregación de los compuestos involucrados en la reacción para una precisión correcta en los cálculos.
🧪 Ley de Hess y Modificación de Reacciones
Este párrafo presenta la ley de Hess, que establece que la cantidad de calor involucrada en una reacción química es la misma, independientemente de si la reacción ocurre en una o múltiples etapas, siempre que las condiciones de presión y temperatura sean las mismas. Se describe cómo se pueden modificar reacciones, ya sea invertiéndolas, multiplicándolas por un escalar o sumándolas, para calcular la entalpía de una reacción compleja a partir de reacciones más simples cuyo entalpía es conocida.
📉 Aplicación de la Ley de Hess para Calcular Entalpía
El séptimo párrafo muestra un ejemplo práctico de cómo se utiliza la ley de Hess para calcular la entalpía de una reacción dada. Se discuten los pasos para modificar las reacciones proporcionadas de manera que, cuando se sumen, den la reacción deseada. Se explica cómo invertir o multiplicar una reacción afecta su entalpía y cómo se suman las entalpías para obtener la entalpía de la reacción resultante.
🛠️ Solución de un Ejemplo de Cálculo de Entalpía
En el último párrafo, se lleva a cabo el proceso de cálculo de la entalpía de una reacción específica, siguiendo los pasos descritos anteriormente. Se muestra cómo se manipulan las reacciones proporcionadas, incluyendo la inversión y la multiplicación, para construir la reacción objetivo y luego se suman las entalpías correspondientes para obtener la solución final. El resultado indica la cantidad de energía absorbida en la reacción, confirmando el éxito en la aplicación de la ley de Hess.
Mindmap
Keywords
💡Termoquímica
💡Calor de reacción
💡Reacciones exotérmicas y endotérmicas
💡Entalpía
💡Entalpía de formación
💡Condiciones estándar
💡Ley de Hesse
💡Bombas calorimétricas
💡Estados de agregación
💡Reacciones químicas
Highlights
La termoquímica es un área de la física-química que estudia las cantidades de calor involucradas en reacciones químicas.
Se discute la calor de reacción, es decir, la energía absorbida o emitida durante una reacción química.
La energía en una reacción puede presentarse en formas como radiante, eléctrica o calorífica.
Se menciona la fotoquímica, que estudia reacciones que desprenden o requieren energía radiante, como la fotosíntesis.
La electroquímica se centra en reacciones que involucran energía eléctrica, como en baterías y electrólisis.
Las reacciones químicas que involucran calor se clasifican como endotérmicas (absorben calor) y exotérmicas (liberan calor).
La entalpía de reacción, medida en condiciones de presión constante, es una función de estado del sistema.
La entalpía de formación es la entalpía de una reacción en la que un producto se forma a partir de sus elementos en su forma más estable.
Las unidades de entalpía de formación son julios por mol o kilojulios por mol, y dependen del estado de agregación de los compuestos.
Las condiciones estándar en termoquímica son una presión de una atmósfera y una temperatura de 25 grados Celsius.
La entalpía de reacción a condiciones estándar se denota con un superíndice cero y es comparativa para experimentos en diferentes lugares.
Se describe el uso de bombas calorimétricas para medir experimentalmente la entalpía de reacciones químicas.
La ley de Hesse permite calcular la entalpía de una reacción a partir de la suma de reacciones conocidas.
La entalpía de una reacción se modifica al invertir o multiplicar una reacción, y se suman al combinar reacciones.
Se ejemplifica cómo calcular la entalpía de una reacción compleja a partir de reacciones simples y conocidas.
Se enfatiza la importancia de la precisión en las operaciones de inversión, multiplicación y suma para aplicar la ley de Hesse correctamente.
Se presenta un método para construir reacciones químicas solicitadas a partir de reacciones existentes y sus correspondientes entalpías.
Se concluye la sesión con una revisión de cómo se ha calculado la entalpía de una reacción dada a través de la ley de Hesse.
Transcripts
hola jóvenes en esta sesión vamos a
hablar de la termo química
la termo química es una es un subtema
que está incluido en nuestro programa en
el tema 6 de termo química y equilibrio
químico una parte la vamos a desarrollar
en termo química y otra en equilibrio
químico en un total de 6 horas
el contenido
de este tema
pues es el que tenemos aquí y el
objetivo es que el alumno apliquen los
conceptos básicos de la termo química y
el equilibrio químico y los emplee en la
resolución de ejercicios la parte de
termo química corresponde a los sub
subtemas 6.1 y 6.2
que nos hablan de calor entre el pie de
una reacción química la determinación de
la italia de una reacción y la ley de
hesse para poder desarrollar esta
primera parte pues vamos a hablar de la
termo química que es la termo química
bueno algunos textos nos dicen que es
una parte de la física otros dicen que
es una parte de la química y en realidad
es una combinación de ambas de tal
manera que pues también algunos autores
mencionan que la termo química es un
área de la físico química
que se encarga de estudiar las
cantidades de calor involucrados en una
reacción en una reacción química por
supuesto
pero este para desarrollar de una manera
secuencial todo lo que vamos a ver de
termoquímica empezaremos hablando del
llamado calor de reacción
que ese calor dio reacción bueno
para poder entenderlo diremos que cuando
se lleva a cabo una reacción química se
rompen y hoy forman enlaces químicos
pero esta ruptura o formación de enlaces
implica la absorción o emisión de cierta
cantidad de energía
y la cantidad de energía involucrada en
una reacción pues se puede presentar de
diferentes formas por ejemplo en forma
de energía radiante en forma de energía
eléctrica o en forma de energía
calorífica si esto da pie a diferentes
áreas de estudio de la química por
ejemplo cuando la energía involucrada en
una reacción se presenta en forma de
energía radiante
pues podríamos tener como ejemplo estos
dispositivos que se utilizan para
iluminarnos que son las llamadas barras
y luminosas si en estas barras luminosas
se lleva a cabo una reacción química que
produce luz que produce energía radiante
así que allí tendríamos un ejemplo de
una reacción que produce energía
radiante sin embargo existe lo contrario
es decir reacciones que requieren de
energía radiante la más común de ellas y
sin la cual no podríamos tener vida en
este planeta pues es la fotosíntesis en
la fotosíntesis pues las plantas
necesitan requieren de energía radiante
de la energía radiante del sol
pues para poder llevar a cabo
reacciones químicas que van a generar
este componentes orgánicos
este tipo de reacciones que desprenden
energía radiante o que requieren de
energía radiante se estudian en un área
de la de la química que se conoce como
foto química
sin embargo
qué pasa cuando la energía involucrada
en la reacción no está en forma de
energía radiante sino que está en forma
de energía eléctrica bueno
allí tenemos también los dos casos si
aquellas reacciones que requieren de
energía eléctrica y aquellas reacciones
que producen energía eléctrica por
ejemplo en las baterías en las baterías
se lleva a cabo reacciones químicas que
generan que producen energía eléctrica
y su contraparte pues sería aquellas
reacciones en las cuales se requiere de
energía eléctrica como por ejemplo pues
las reacciones de electrólisis la
electrólisis del agua en la cual a
partir de las moles a partir de una
fuente de energía eléctrica y agua se
puede obtener hidrógeno y oxígeno de ahí
surge la llamada tecnología del
hidrógeno
imaginen ustedes que tenemos agua y una
fuente de energía eléctrica y con esto
pues procedemos a descomponer el agua en
hidrógeno y el oxígeno pero resulta que
el hidrógeno es un combustible y el
oxígeno es un componente de tal manera
que sí
el oxígeno y el hidrógeno
están en combinación y se produce una
chispa una pequeña descarga de energía
pues esto va a provocar una explosión
una reacción entre el hidrógeno y el
oxígeno una reacción muy violenta y una
reacción tan violenta que puede
mover un pistón
a lo que voy a hacer lo siguiente con el
agua y la batería se produce hidrógeno y
oxígeno y con el hidrógeno y el oxígeno
al hacerlo reaccionar se lleva a cabo
una reacción muy este muy muy violenta
que puede mover un pistón es decir que
puede transformarse en energía de
movimiento esto estos dos procesos en
los cuales uno
la reacción química produce energía o
bien una reacción química requiere de
energía en forma de electricidad pues se
estudian en un área de la química que se
conoce como electro química
sin embargo cuando la energía
involucrada en una reacción química está
en forma de calor
pues
existen los dos casos
a aquellos en los cuales se requiere de
energía en forma de calor y aquellos en
los cuales se produce energía en forma
de calor seguramente ustedes conocen las
llamadas
y compresas instante más frías y
calientes en esas compresas instantáneas
frías y calientes o calientes y frías
pues se lleva a cabo una reacción
química que genera calor y o bien una
reacción química que requiere de calor y
por lo tanto enfría el medio
ahí tenemos entonces los dos casos una
reacción que requiere el calor perdón
que libera calor y una reacción que
requiere de calor y este tipo de
reacciones en las cuales se ve
involucrado en energía en forma de calor
se estudian precisamente en la termo
química
de tal manera que esté
pues el calor de reacción
permítame un segundo
de tal manera que cuando la energía
involucrada en una reacción se presenta
en forma de color pues se le llama calor
de reacción y se denota comúnmente con
una letra curva
aquí le estoy poniendo con un color
diferente pero es particularmente pues
una letra q sin mayúscula bueno en ella
les había comentado pues que existen
reacciones que requieren de energía
calorífica y otras que liberan la
energía calorífica si en forma de calor
en esta reacción se les conoce como
reacciones siendo térmicas y reacciones
exotérmicas cuando tenemos una y cuando
otra
bueno pues cuando una reacción absorbe o
requiere calor
se dice que la reacción es siendo
térmica lo que van a ver a continuación
lo que voy a desplegar a continuación
estrictamente hablando no es correcto
sí pero didácticamente conviene
presentarlo de esta manera si mire
resulta que cuando una reacción es
siendo térmica es porque requiere calor
y si requiere calor pues lo podemos
poner ese calor del lado de los
reactivos de tal manera que aquí se está
simplificando un caso en el cual el
compuesto ave se descompone en la y en b
pero en presencia de calor es decir
requiere de calor porque les digo que
esto estrictamente no es correcto
por qué
nosotros podemos ir a un almacén y pedir
el compuesto ave en gramos en moléculas
en kilogramos en moles etcétera si
podemos llegar y pedir un kilogramo o un
gramo un miligramo pero no podemos
llegar a pedir un kilogramo de calor o
medio gramo de calor o una mol de calor
no eso no no es posible si entonces
estrictamente hablando pues esto no es
correcto escribirlo pero didácticamente
les digo que conviene hacerlo porque de
esta manera vemos que para que se lleve
a cabo esta transformación que está aquí
en azul pues se requiere de calor en una
red esto es una reacción endo térmica
por otra parte cuando una reacción
desprende o libera calor se dice que las
reacciones exotérmicas y bueno
regresemos un poco si en la reacción en
la térmica el calor está del lado de los
reactivos en la reacción exotérmica pues
va a estar del lado de los productos
y ahí lo tenemos
sí
resulta que cuando la reacción se lleva
a cabo
a presión constante la energía
involucrada en forma de calor oa esa
energía involucrado en forma de calor ya
no se le llama calor de reacción sino
que se conoce como entalpía de reacción
porque es una función de estado es decir
es una característica del sistema que
depende solamente de el estado inicial y
del estado final
bueno
la energía de reacción en la integridad
de reacción perdón se puede denotar de
diferentes maneras dependiendo del texto
que consultemos lo podemos presentar
como delta h rx o delta h de reacción o
del hr o delta h simplemente porque
delta h bueno pues es en realidad una
situación en la cual se está tratando
una diferencia una diferencia entre la
ent al pie de los productos y la
antártida de los reactivos porque en
terapia de los productos y la entropía
de los reactivos porque en una reacción
química los reactivos son el estado
inicial
y los productos son el estado final
entonces establecer la diferencia dental
pie entre reactivos y productos nos
permite
conocer la instancia de la reacción
está entre el pie de reacción por
ejemplo si tenemos la reacción en la
cual dos moles de hidrógeno gaseoso
reacción con un molde oxígeno día
atómico
repito
si tenemos la reacción en la cual dos
moles de hidrógeno de atómico gaseoso
reaccionan con un amor de oxígeno y
atómico gaseoso para producir dos moles
de agua en fase líquida si esta reacción
si llevamos a cabo esta reacción y
encontramos que suelta al pia es de
menos 570 y 1.6 kilos sobre mol
pues debemos entender
que el signo negativo nos va a indicar
qué
la reacciones exotérmicas si la reacción
va a ser exotérmica
y que se liberan por decirlo de esta
manera como es exotérmica pues está
liberando calor así es que diríamos que
se liberan con este signo negativo se
liberan 571 puntos 6 kilos jules
aquí hay un error
aquí hay un error esquilo jules nada más
no lleva el mol hay que hacer esa
corrección permitiendo un segundo
listo entonces les decía si tenemos esta
reacción
y encontramos que su entropía es de
menos 500 76.500 71.6 kilos pues esto
implica que se liberan recuerden el
signo negativo es que es un proceso
exotérmico libera calor se liberan 571
puntos 6 kilos jules al llevar a cabo
esta reacción con dos moles de hidrógeno
y un amor de oxígeno para producir dos
moles de agua en fase líquida
resulta que cuando se habla de la
antártida de una reacción es muy
importante conocer los estados de
agregación de reactivos y de productos
porque no es lo mismo obtener agua en
fase líquida que agua en fase gaseosa y
lo vamos a ver un poquito más adelante
entonces en conclusión al llevar a cabo
esta reacción se liberan 571 puntos 6
kilos jules eso es lo que me dice la
entropía de la reacción
aquí una pregunta joven es si en la
reacción se utilizan dos moles de
hidrógeno y uno de oxígeno para producir
dos moles de agua y se libera esta
cantidad de calor qué pasaría si yo en
lugar de utilizar dos moles de hidrógeno
utilizó cuatro moles de hidrógeno y dos
moles de oxígeno y obtengo cuatro moles
de agua cuál sería la entropía de esa
reacción serían menos 570 y 1.6 kilo
jules
sería el doble porque estamos utilizando
el doble de reactivos y estamos
obteniendo el doble de productos y por
lo tanto la cantidad de calor
involucrado pues sería el doble espero
que se haya entendido eso continuemos
hablemos ahora de la llamada entalpía de
formación cabe mencionar que un ente al
pie de formación es un ente al pie de
reacción pero no todas las centrales de
reacción son en tal pies de formación
la entropía de formación es un en tal
piano es la entropía de una reacción muy
particular resulta que kim cuando en una
reacción se obtiene un molde un producto
único a partir de sus elementos en su
forma más estable pues la energía info
lo involucrado en forma de calor no se
llama entalpía de reacción sino entalpía
deformación entalpía deformación de
quien pues de ese producto único de un
amor de ese producto único
generalmente la entropía de reacción
está dada en jules o quilo jules pero la
entropía de formación tiene por unidades
llull sobre mol o kilo yul sobre mol
y esto es lógico porque en la ent al pie
de una reacción como por ejemplo la
anterior
yo aquí no podría hacer referencia por
eso decía yo que estaba equivocado no
podría hacer referencia a kilos sobre
mol porque la pregunta sería el molde
quién mol de hidrógeno de oxígeno o de
agua
en cambio en la información como tenemos
un producto único pues hablamos de que
sus unidades son jules por cada mono
cada molde quien pues de ese producto
único
o quilo you'll sobre mol sobre el molde
quien de ese producto único
está en terapia de formación se denota
de una manera muy similar a la ante el
pie de la reacción en lugar de sólo que
en lugar de tener una r como subíndice
pues se tiene una f
así por ejemplo podríamos tener que la
entropía de formación del agua en fase
líquida es menos 280 y 5.8 kilos por
cada mol es decir se libera en 285 punto
8 kilos por cada mol de agua en fase
líquida que se produce
cuál sería la reacción pues aquí no lo
dice no es cuando se obtiene una mol de
un producto único a partir de sus
elementos en su forma más estable así
que sería esta es la reacción el
hidrógeno y el oxígeno en su forma más
estable es
es en la fase gaseosa
y se produce una mol de agua y vean que
se está utilizando los mismos compuestos
que en la reacción que les presenté
anteriormente tenemos hidrógeno y
oxígeno y se produce agua en hidrógeno y
oxígeno en los reactivos y se produce
agua sí pero aquí se produce una mol de
agua y en el caso anterior los regresó
se producían dos moles de agua
entonces como aquí solo se produce una
mol de agua
una mol de agua a partir de sus
elementos en su forma más estable
pues podemos decir que la entropía de
esta reacción corresponde a la entropía
de formación del agua en fase líquida
pero ya les decía yo que es importante
la el el estado de agregación en el que
se encuentran reactivos y productos
porque no es lo mismo tener agua fácil
líquida que agua en fase gaseosa y lo
vamos a ver a continuación
donde pues la entropía de formación del
agua en fase de la diosa es diferente a
la entropía de formación del agua en
fase líquida
aquí tenemos menos 240 y 1.8 kilos por
cada mol
es decir se libera en este caso menor
cantidad de energía que en el caso
anterior porque pues porque la cantidad
de calor que hace la diferencia es la
necesaria para convertir el agua de la
fase líquida para pasar el agua de la
fase líquida a la fase gaseosa
bueno entonces aquí lo más importante
que quiero que no tienes que
debemos de tener muy en cuenta en qué
estado de agregación se encuentran
reactivos y productos porque la entropía
de formación correspondiente puede ser
diferente
como la central pías dependen del estado
inicial y del estado final
pues no es lo mismo obtener agua
o producir agua
a 20 grados que a 30 grados que a 40
grados la cantidad de energía
involucrada pues es diferente
por eso es que se deben establecer
condiciones estándar para que se puedan
comparar los resultados del ejercicio
realizado perdón de ejercicios de
experimentos realizados en diferentes en
diferentes lugares para eso pues se
tienen las llamadas condiciones estándar
cuáles son las condiciones estándar en
termoquímica bueno pues son simples una
atmósfera de presión y 25 grados de
celsius
la en talpa la ent al pie de reacción a
condiciones estándar
se denota
con la misma anotación lo anterior sólo
que se le pone un súper índice 0 para
denotar que se está hablando de la
entropía de reacción a condiciones
estándar y lo mismo se hace para la
intrépida deformación se pone un súper
índice cero para hablar de la entropía
de formación a condiciones estándar
bueno pues entonces hasta aquí hemos
visto que la entropía de una reacción es
un calor de reacción es cierta cantidad
de calor involucrado en una reacción
y esta cantidad de calor está en tal pie
de reacción pues se puede determinar
ya sea de forma experimental o teórica
experimentalmente se lleva a cabo la
reacción en una bomba calor y métrica o
en un dispositivo que no permita el
intercambio de energía entre el sistema
y el
él
en el exterior
entonces allí en ese en ese dispositivo
pues se lleva a cabo la reacción química
y toda la cantidad de calor involucrado
ya sea liberado o absorbido se puede
cuantificar
teóricamente se puede determinar pues
mediante tablas o mediante la ley de
hesse cabe mencionar que la ley de jefes
de la cual vamos a hablar un poco más
adelante pues es en realidad la base
para poder utilizar las tablas
entonces
en la entidad de reacción como les decía
se puede determinar experimentalmente y
los dispositivos que se utilizan son
bombas calor y métricas que bueno aquí
tenemos un esquema en el cual tenemos
sitio 1 una zona en la cual se lleva a
cabo la reacción esta es una bomba calor
y métrica de combustión en la cual se va
a quemar una muestra y se va a ver que
tanta cantidad de calor se desprende la
cantidad de calor desprendida pues va a
calentar el sistema y el sistema va a su
vez a calentar el agua que lo rodea de
tal manera que se puede determinar la
diferencia de temperatura inicial y
final en el agua si no se puede calcular
la cantidad de calor involucrado ya
teniendo la k la temperatura inicial y
la temperatura final del sistema la masa
del sistema
la composición del sistema etcétera aquí
la parte más importante es que nada del
calor generado se escape y para eso pues
se utilizan diferentes materiales aquí
que no permiten que se escapen nada nada
de
el calor involucrado
bueno existen en bombas calor y métricas
bastante sofisticadas y otras bastante
sencillas que podemos armar incluso con
dos vasos de unicel las bombas calor y
métricas ya de investigación de
desarrollo son bastante costosas pueden
llegar a costar hasta 200 mil pesos o
incluso un millón de pesos
bueno
pero nosotros no vamos a realizar el
ejercicio de perdón el experimento
nosotros vamos a calcular las sentencias
de una reacción de forma teórica sí y
para calcular la ent al pie de una
reacción en forma teórica pues se puede
hacer
empleando tablas como les decía
anteriormente o empleando la llamada ley
de hesse
calcular la energía en la antártida de
una reacción empleando tablas es muy
sencillo
lo que vamos a necesitar pues es la
reacción que se lleva a cabo
pero tenemos que asegurarnos de que esté
balanceada
así es que necesitamos los coeficientes
este kilométricos y como lo he
mencionado anteriormente vamos a
necesitar los estados de agregación aquí
deben entender que w x y y ceta son lo
que me va a representar los estados de
agregación
que pueden ser sólido líquido gas o fase
acuosa
y los estados de agregación no tienen
que ser todos iguales pueden ser pero no
necesariamente puede poder poder detener
aquí un sólido aquí un líquido aquí un
gas aquí la fase acuosa oeste pueden ser
todos la fase gaseosa o todos fase
líquida
no importa si pero si debemos de saber
qué estado de agregación tiene reactivos
y productos bueno pues les decía que
determinar la entropía de una reacción
de empleando tablas pues es muy sencillo
porque lo único que vamos a tener que
hacer es aplicar esta fórmula de momento
no está muy entendible esta fórmula pero
que nos dice esta fórmula nos dice que
la entropía de una reacción a
condiciones estándar
repito la entropía de una reacción a
condiciones estándar se obtiene sumando
la central díaz de los productos y
restándole la hace la suma de la central
pías de los
y quien está al pie pues en tal pies de
formación
así que diríamos la antártida de una
reacción a condiciones estándar se
obtiene con la suma de la central pies
de formación de los productos menos la
suma de la central pies de formación de
los reactivos si se da una cuenta en
cuenta aquí tenemos productos menos
reactivos es decir estado final menos
estado inicial
si nosotros aplicamos esta expresión a
la reacción que tenemos aquí arriba pues
nos quedaría esto que está aquí
que la entropía de la reacción a
condiciones estándar se sería c veces
fíjense que el coeficiente de ce pasó a
ser factor de su correspondiente
entalpía
por lo tanto tenemos ce veces la
entropía de formación de ce en el estado
de agregación y a condiciones estándar
más de veces aquí d es igual el
coeficiente este kilométrico del
compuesto de de veces la entropía de
formación a condiciones estándar de en
estado de agregación z y así para a y
para ver si tenemos entonces la suma de
la central pies de formación de los
reactivos menos la suma de la central
pies de formación de los productos
pues ya lo único que falta es averiguar
o consultar en tablas
la central pies de formación de los
diferentes compuestos en tablas como la
que les compartí en whatsapp
así que vamos a necesitar tablas que
contengan o que tengan la intrépida
deformación de diferentes compuestos a
condiciones estándar de esta manera pues
podríamos resolver o calcular la
entropía de formación de una reacción
como la siguiente
en la cual el mercurio reacciona con el
ácido clorhídrico o con el cloruro de
hidrógeno para producir cloruro de
mercurio e hidrógeno
si se dan cuenta aquí tenemos los
estados de agregación el mercurio
líquido el cloruro de hidrógeno fase
gaseosa el cloruro de mercurio en fase
sólida y el hidrógeno de atómico en fase
gaseosa tenemos diferentes fases sin
diferentes estados de agregación pero no
importa nosotros vamos a poder
determinar la entropía de la reacción
qué es lo que tenemos que hacer
recuerden tenemos que asegurarnos de que
la reacción esté balanceada aquí pues
tenemos una reacción que se encuentra
balanceada tenemos una un átomo de
mercurio del lado reactivos uno del lado
de productos dos hidrógenos del lado
reactivos dos hidrógenos del lado de
productos dos claros del lado de
reactivos y dos claros del lado de
productos la reacción está balanceada a
pesar de que aquí no tenemos un
coeficiente se entiende que debe de ser
uno aquí uno dos
aquí uno uno y aquí uno no los voy a
describir para que esto quede más claro
así que tendríamos esta reacción en la
cual un amor de mercurio reacciona con
dos moles de cloruro de hidrógeno para
producir una mol de cloruro de mercurio
y una mol de hidrógeno de atómico
a esta reacción ya escrita de esta
manera le vamos a aplicar o le vamos a
éste vamos a desarrollar esta expresión
de tal manera que en este caso pues la
entropía de la reacción a condiciones
estándar sería la suma de las en tapias
de formación de los productos aquí si se
dan cuenta tenemos el cloruro de
mercurio que es un producto y el
hidrógeno que es otro producto la suma
de estos central pies de formación si se
dan cuenta también estamos multiplicando
por sus coeficientes este geométricos
menos la suma de la central pies de
formación de los reactivos aquí tenemos
el mercurio que es uno de los reactivos
y el cloruro de hidrógeno que es otro de
los reactivos y sus coeficientes el 1 y
el 2 si éste 1 este uno esté 1 y este 12
tienen unidades porque están haciendo
referencia a un molde mercurio a dos
moles de cloruro de hidrógeno a una mol
de cloruro de mercurio y a una mol de
hidrógeno así es que este uno tiene por
unidades mol y cuáles son las unidades
de la inter pie de formación kilo yul
sobre mol así es que se cancelan mol con
mol y pues vamos a tener kilo jules como
resultado final
bueno ya teniendo esta expresión lo
único que necesitamos es buscar la
central pies de formación de los
compuestos que tenemos aquí en los
estados de agregación correspondientes
aquí pues yo llevo es que esa
información y resulta que al sustituir
los datos pues tendríamos que la
entropía de reacción se calcula mediante
esta expresión donde como les decía el 1
tiene por unidades mol y en este caso la
entropía de formación del cloruro de
mercurio en fase sólida es menos 230
punto 1 kilo yul formol
aquí es donde les digo que se cancela
mol con molly el resultado sería kilo
jules aquí en muy común y queda un kilo
jules aquí mol con molly quedan kilo
jules igual aquí en molde con molly cada
kilo jules por eso es que la entropía de
la reacción no lleva por unidades mol
pero la terapia de formación si bueno
continuamos al realizar la operación el
resultado que se obtiene es de menos
45.5 kilo jules es decir la ent al pie
de esta reacción me está diciendo que se
liberan 45.5 kilo jules
por cada uno mol de mercurio que
reacciona con dos moles de cloruro de
hidrógeno para producir una mol de
cloruro de mercurio y una mol de
hidrógeno de atómico por eso es que
decimos la entropía de reacción está
relacionada con estos moles
particularmente
ok entonces si a nosotros nos dijeran
que en esta al llevar a cabo esta
reacción se produce una mol de hidrógeno
pues diríamos a entonces se liberará un
45.5 kilo jules
y si nos dijeran no no se produce una
mol de hidrógeno sino que se producen
dos moles pues entonces liberaría el
doble de que de calor y de energía
calorífica
si bueno continuamos
para determinar la entropía de una
reacción de forma teórica pero ahora
aplicando la llamada ley de hesse pues
lo primero que hacemos es conocer la ley
de gestión que nos dice la ley de hesse
la ley de hesse nos dice que la cantidad
de calor involucrado en una reacción
química es siempre la misma
independientemente de que la reacción se
lleve a cabo en una dos o más etapas
siempre y cuando las condiciones de
presión y temperatura de las diferentes
etapas pues en las mismas
yo les voy a pedir que revise en un
artículo que está en la página de la
asignatura y más adelante les voy a dar
la información
envía whatsapp de momento esta es la
llamada ley de hesse nos dice que una
reacción siempre involucra la misma
cantidad de calor no importa que la
reacción se lleva a cabo en un paso o en
dos pasos son tres pasos la cantidad de
calor total involucrada va a ser siempre
la misma
si esto es cierto entonces podríamos
calcular la entalpía de una reacción a
partir de los datos de otras reacciones
como en el ejemplo como en el ejercicio
que está aquí donde nos dicen que a
partir de las central piaf de estas
reacciones
nos piden calcularla entalpía de esta
última reacción
bueno
cómo se hace esto
pues lo muy sencillo realmente lo que
tenemos que hacer es modificar estas
reacciones que me dieron como dato
para que al sumarlas obtengamos esta
reacción
entonces modificamos las reacciones que
nos dieron como dato y obtenemos la
reacción que nos están solicitando pero
como se modifica una reacción o como
podemos modificar una reacción pues
de una manera muy sencilla
podemos modificar una reacción si la
invertimos y si hacemos que los
reactivos queden como productos y los
productos como reactivos
si se invierte una reacción su entalpía
va a cambiar de signo por qué pues
porque si una reacción es exotérmica su
signo es negativo pero si la invertimos
se convierte en una reacción endo
térmica y ahora su signo va a ser
positivo entonces así de sencillo si se
invierte una reacción send al pie cambia
de signo o debemos de cambiar le designó
a su en tal pie
de qué otra manera podemos modificar una
reacción pues la podemos modificar si la
multiplicamos por un escalar por dos por
cinco por cuatro por un tercio etcétera
sí entonces si a una reacción se
multiplica por un escalar su entalpía
también se debe de multiplicar por dicho
escalar como en el ejemplo que les díaz
en los momentos donde les preguntaba yo
que qué pasaba si la cantidad de
producto obtenida era el doble pues la
cantidad de calor involucrado va a ser
el doble por eso es que nos dicen aquí
si una reacción son multiplica por un
escalar su en tal pie también se
multiplica por dicho escalar
y finalmente bueno aquí estos dos puntos
se refieren a cómo modificar una
reacción solo se puede modificar si se
invierte o se multiplica por un escalar
sí pero hay un tercer punto a tomar en
cuenta
en este punto si se suman dos o más
reacciones se deben de sumar también sus
entalpía para obtener la ent al pie de
la reacción resultante
en pocas palabras cuando dos reacciones
se suman se suman sus central pies
de esta manera
pues para obtener
la entropía de la reacción que nos
pidieron está que está aquí si queremos
obtener la entropía de esta reacción
vamos a modificar estas tres para que al
sumarlas obtenga yo esta y al sumar sus
en tal pies obtenga la antártida de la
reacción que me están pidiendo
de tal manera que voy a utilizar estas
reacciones
que tenemos aquí para obtener está
cómo se hace bueno como se procede yo
les aconsejo que comeremos estas
reacciones así tendríamos la primera la
segunda y la tercera reacción
de tal manera que lo que tenemos que
hacer es construir esta que nos están
solicitando
y para construirla debemos de irla
armando por decirlo de alguna manera
de tal manera que nosotros necesitamos
el nitrógeno del lado de reactivos y con
coeficiente de 2
pregunta de las reacciones que tenemos
aquí como datos en cuál de ellas está el
nitrógeno el nitrógeno de atómico pues
está en la segunda reacción aquí está
nada más que está como producto y
nosotros lo queremos como reactivo
que tendríamos que hacer con esta
reacción pues tendríamos que invertir la
y además tiene de coeficiente 4 y
nosotros queremos que tenga de
coeficiente 2 entonces que tendríamos
que hacer pues multiplicar la por un
medio
en conclusión la reacción 2 la tenemos
que invertir y multiplicar por un medio
yo voy a utilizar este esto que está
aquí para denotar que estoy invirtiendo
la reacción entonces repito la reacción
2 la tenemos que invertir y multiplicar
por un medio si la invertimos para que
el nitrógeno que está como producto
quede como reactivo y la multiplicamos
por un medio para que el 4 se convierta
en 2 entonces lo que tendríamos como
resultado sería esta reacción
pero esta reacción ya no es la misma que
la anterior por lo tanto frente al piano
sería la misma si no sería más 1300 92.8
kilo jules entonces cuál sería el ante
al pie de la nueva reacción
pues no en los
en los puntos anteriores se decir que si
una reacción se invierte se debe de
multiplicar y se le debe cambiar de
signo al ente al pie y si una reacción
se multiplica por un escalar pues se
debe de multiplicar la entropía por el
escalar en conclusión ésta entalpía se
debe de multiplicar por menos 1 y por un
medio porque menos 1 pues para cambiarle
de signo y en un medio pues porque
tuvimos que multiplicar la reacción por
un medio
entonces la nueva ante al pia se
obtendría realizando esta operación pero
lo dejamos así planteado nada más
así que entonces nosotros ya tenemos el
nitrógeno y ya utilizamos la segunda
reacción ya no podemos volver a utilizar
la segunda reacción porque sería
modificar la cantidad de nitrógeno
entonces esa reacción ya está prohibido
utilizar la otra vez
ahora vamos con
vamos con el oxígeno
vamos con el oxígeno y el oxígeno
resulta que está en la reacción en la
reacción número 3 aquí está el oxígeno
nosotros lo queremos como reactivo y
está como reactivo y queremos que tenga
coeficiente de 5 y tiene coeficiente de
1 así que uno podría decir ah pues
simplemente voy a multiplicar esta
reacción por 5 y ya tendría 5 moles de
oxígeno de atómico pero hay un pequeño
detalle resulta que en la reacción que
modificamos primero ya hay oxígeno del
lado de reactivos hay 6 oxígenos del
lado de reactivos y nosotros nada más
queremos 5
entonces que debemos de hacer para
quitar un oxígeno de acá
pues no se restan aquí no se restan no
hay restas en las ecuaciones químicas
entonces qué tenemos que hacer pues
vamos a tener que poner un oxígeno del
lado de los productos un oxígeno
diatónico del lado de los productos de
esta manera si tenemos un oxígeno de
atómico del lado de productos y 6 del
lado de reactivos cancelamos uno de los
seis con el oxígeno que está del lado de
productos y quedarían entonces de este
lado cinco en conclusión nosotros
necesitamos que en la siguiente reacción
quede un oxígeno del lado de productos
pero cuál es la reacción que tenemos que
modificar por la tercera
pero en la tercera el oxígeno está como
reactivo que debo de hacer pues debo de
invertir la tercera reacción para que
este oxígeno quede como producto y la
pueda yo cancelar con un oxígeno de acz
entonces la tercera reacción se tiene
que invertir simplemente y lo que se
obtiene es esto
como se darán cuenta pues ya quedó un
oxígeno del lado de productos que se va
a cancelar con uno de los de aquí para
que me queden 5
y entonces esta reacción que invertimos
no tendría está en calp y a
sino que tendríamos que multiplicar esta
entropía por menos 1 porque la
invertimos
así que ya tenemos oxígeno
y ya utilizamos la tercera reacción ya
no la podemos volver a utilizar vamos
con el siguiente compuesto que es el n 2
o 5 este compuesto está en la primera
reacción
nada más que está como reactivo y yo lo
quiero con un producto está con
coeficiente de 1 y yo lo quiero con
coeficiente de 2 que debo de hacer con
esta primera reacción pues la primera
reacción la debo de invertir y le debo
de multiplicar por 2 y el resultado
sería esta reacción que tenemos hecho
pero esta reacción tendría como entalpía
el menos 92 mil menos 92 kilos pero x
menos 1 y por 2 por menos 1 porque la
invertimos y por 2 para obtener el
coeficiente de 2 en el n 2 o 5
así que entonces ya modificamos las tres
reacciones en el último paso obtuvimos
el n 25 empleando la primera reacción si
ya no hay nada más que hacer porque ya
se supone que tenemos los tres
compuestos que andábamos buscando
entonces que corresponde ahora pues lo
que corresponde ahora es
simple y sencillamente sumar las
reacciones para verificar si obtenemos
la reacción que nos están solicitando
y para ello vamos a cancelar lo que esté
como reactivo y con un producto en la
misma cantidad por ejemplo el hidrógeno
de atómico hay 2 de hidrógeno del día
tomic o del lado reactivo y 2 de
hidrógeno de atómico del lado de
productos se cancela que más se puede
cancelar pues se puede cancelar 2 de
agua con 2 de agua aquí y 4 de hn o 3.4
de hn o 3
y qué más se puede cancelar pues se
puede cancelar este oxígeno de atómico
con uno de los de aquí para que queden
cinco ya no se puede cancelar nada más
por lo tanto lo único que tenemos que
hacer es bajar la información y que
quedaría pues quedaría estos dos
nitrógeno si atómicos con cinco de
oxígeno del lado de reactivos que
producen dos de n2o 5 del lado de
productos
ya tenemos la reacción que nos estaban
pidiendo si se dan cuenta es la misma
quiere decir que tuvimos éxito al
modificar las reacciones para obtener la
reacción solicitada
que nos resta pues nos resta bueno que
nos falta nos falta hacer la suma de
esta red entalpía para obtenerla
entalpía de la reacción resultante y al
hacer la suma de éstas deben de tener
cuidado con los signos con las
operaciones que hay aquí para obtener en
este caso más 59.26 kilos
de esta manera se obtiene la entalpía de
esta reacción a partir de la entropía de
las reacciones que nos dieron como dato
que nos dice la intel pine
en este caso como es de signo positivo
nos dice que se requieren o se absorben
59.26 kilo jules por cada dos moles de
nitrógeno que reaccionan con cinco moles
de oxígeno para producir dos moles de
n2o 5
bueno pues hasta aquí la sesión de hoy
saludos
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